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自動化機(jī)器人中機(jī)械手臂的設(shè)計要求有哪些？

1、手臂應(yīng)承載能力大、剛性好、自重輕

自動化機(jī)器人中手臂的剛性直接影響到手臂抓取工件時動作的平穩(wěn)性、運動的速度和定位精度。如剛性差則會引起手臂在垂直平面內(nèi)的彎曲變形和水平面內(nèi)側(cè)向扭轉(zhuǎn)變形，機(jī)械手手臂就要產(chǎn)生振動，或動作時工件卡死無法工作。為此，手臂一般都采用剛性較好的導(dǎo)向桿來加大手臂的剛度，各支承、連接件的剛性也要有一定的要求，以保證能承受所需要的驅(qū)動力。

2、手臂的運動速度要適當(dāng)，慣性要小

機(jī)械手的運動速度一般是根據(jù)產(chǎn)品的生產(chǎn)節(jié)拍要求來決定的，但不宜盲目追求高速度。

機(jī)械手手臂由靜止?fàn)顟B(tài)達(dá)到正常的運動速度為啟動，由常速減到停止不動為制動，速度的變化過程為速度特性曲線。手臂自重輕，其啟動和停止的平穩(wěn)性就好

3、手臂動作要靈活

手臂的結(jié)構(gòu)要緊湊小巧，才能做手臂運動輕快、靈活。在運動臂上加裝滾動軸承或采用滾珠導(dǎo)軌也能使手臂運動輕快、平穩(wěn)。此外，對了懸臂式的機(jī)械手，還要考慮零件在手臂上布置，就是要計算手臂移動零件時的重量對回轉(zhuǎn)、升降、支撐中心的偏重力矩。偏重力矩對手臂運動很不利，偏重力矩過大，會引起手臂的振動，在升降時還會發(fā)生一種沉頭現(xiàn)象，還會影響運動的靈活性，嚴(yán)重時手臂與立柱會卡死。所以在設(shè)計手臂時要盡量使手臂重心通過回轉(zhuǎn)中心，或離回轉(zhuǎn)中心要盡量接近，以減少偏力矩。對于雙臂同時操作的機(jī)械手，則應(yīng)使兩臂的布置盡量對稱于中心，以達(dá)到平衡。

4、位置精度高

機(jī)械手要獲得較高的位置精度，除采用先進(jìn)的控制方法外，在結(jié)構(gòu)上還注意以下幾個問題：

（1）機(jī)械手的剛度、偏重力矩、慣性力及緩沖效果都直接影響手臂的位置精度。

（2）加設(shè)定位裝置和行程檢測機(jī)構(gòu)。

（3）合理選擇機(jī)械手的坐標(biāo)形式。直角坐標(biāo)式機(jī)械手的位置精度較高，其結(jié)構(gòu)和運動都比較簡單、誤差也小。而回轉(zhuǎn)運動產(chǎn)生的誤差是放大時的尺寸誤差，當(dāng)轉(zhuǎn)角位置一定時，手臂伸出越長，其誤差越大；關(guān)節(jié)式機(jī)械手因其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，手端的定位由各部關(guān)節(jié)相互轉(zhuǎn)角來確定，其誤差是積累誤差，因而精度較差，其位置精度也更難保證。

5、通用性強(qiáng)，能適應(yīng)多種作業(yè)；工藝性好，便于維修調(diào)整

以上這幾項要求，有時往往相互矛盾，剛性好、載重大，結(jié)構(gòu)往往粗大、導(dǎo)向桿也多，增加手臂自重；轉(zhuǎn)動慣量增加，沖擊力就大，位置精度就低。因此，在設(shè)計手臂時，須根據(jù)機(jī)械手抓取重量、自由度數(shù)、工作范圍、運動速度及機(jī)械手的整體布局和工作條件等各種因素綜合考慮，以達(dá)到動作準(zhǔn)確、可靠、靈活、結(jié)構(gòu)緊湊、剛度大、自重小，從而保證一定的位置精度和適應(yīng)快速動作。此外，對于熱加工的機(jī)械手，還要考慮熱輻射，手臂要較長，以遠(yuǎn)離熱源，并須裝有冷卻裝置。對于粉塵作業(yè)的機(jī)械手還要添裝防塵設(shè)施。